研究人員製作出大腦處理軀體感覺的4D圖像

2020-12-04 中國生物技術信息網

來源：Christopher Packham   發布者：張薦轅   日期：2016-03-30   今日/總瀏覽：4/1386


基於時間的加權振幅圖像描述了大腦左半球經受正中神經電刺激之後的200毫秒內的活動。色彩範圍在不同幀之間的圖像中會產生變化。

眾所周知，大腦是一個難以置信的複雜的生物體系結構，但這種複雜性的深度往往沒有被解決。對大腦使用網絡理論澄清了很多神經功能，並發現，大腦作為很多相關的腦神經網絡的中心樞紐。但是目前為止，還沒有關於大腦的時空動態圖像。

考慮一下微處理器：目前的技術基於二維的小型高密度的微體系結構。因為傳統的光刻法受到物理學的限制，將二維的微體系結構微縮變得越來越難，晶片設計師正在尋找新的範式。方案之一是三維微體系結構，把二維晶片堆棧分層堆放，垂直互連。

大腦也是這種分層的3D結構，但它更加複雜上百萬倍。因為觀測神經動態的困難，人們目前仍然不知道各個層之間如何交互，皮質層動態是否使用並行或者串行的操作方式。

《美國國家科學院院刊》上最近發表了一項研究成果，該研究由德國和義大利的研究人員共同完成，他們利用了100名癲癇病患者的大腦解剖和功能數據，在手術評估期間將電子節點定向性地植入患者大腦。

 

基於時間的加權振幅圖像描述了大腦右半球經受正中神經電刺激之後的200毫秒內的活動。色彩範圍在不同幀之間的圖像中會產生變化。

通過這些寶貴的不易觀測的數據，研究人員們製作出了基於時間和大腦位置變化的非疼痛軀體感覺刺激的人類皮質處理圖像。圖像顯示出，僅用於手的人類軀體感覺系統佔據了左右大腦半球超過10%的網絡。

該網絡包括了與初級軀體感覺皮質相關的組件，以及運動、運動前區和下頂葉區域。令研究人員們驚訝的是，該網絡還包括了光學組件。他們寫到：「軀體感覺信息到達內側顳區的假定腹部側，這表明觸覺和視覺信息可能是集成的，這種集成可以用於控制對運動對象的跟蹤，不僅僅通過眼睛，還可以通過手臂。」

這些階段性的數據證明了大腦皮質的處理模式，根據研究人員的說法，該模式可以幫助感覺信息的並行處理。同時他們也提醒說，這10毫秒的幀數據還不夠精細，不足以證明結論，還需要進一步研究。

 

這幅加權振幅圖像來自於腫脹的大腦的側視圖。色彩範圍在不同幀之間的圖像中會產生變化。

最終，研究人員得出結論，腦葉皮層由手部正中神經持續激活，這與目前的認知相符合（該部分的島葉適用於觸覺處理）。他們寫到：「這個區域的緊張性活動與參與觸覺輸入信息集成的後腦島相關。」

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